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[導(dǎo)讀]   什么是LED熱管?它有何意義?   LED的熱管理技術(shù)包括芯片、封裝和系統(tǒng)集成方面的熱管理。芯片方面,人們努力的提高材料的結(jié)晶質(zhì)量或設(shè)計新型結(jié)構(gòu),來提高芯片本身的內(nèi)外量子效率,比傳統(tǒng)

  什么是LED熱管?它有何意義?

  LED的熱管理技術(shù)包括芯片、封裝和系統(tǒng)集成方面的熱管理。芯片方面,人們努力的提高材料的結(jié)晶質(zhì)量或設(shè)計新型結(jié)構(gòu),來提高芯片本身的內(nèi)外量子效率,比傳統(tǒng)的低導(dǎo)熱率的藍寶石襯底芯片熱阻更小。

  芯片(量子效率;功率密度;熱流擴展;襯底材料等)

  LED熱管理 封裝(封裝材料;封裝結(jié)構(gòu);封裝工藝等)

  系統(tǒng)集成(制冷技術(shù);材料;工藝等)

  LED散熱結(jié)構(gòu)說明(插圖路徑:使用插圖 LED散熱結(jié)構(gòu)說明)

  1、 LED散熱的必要性(散熱問題是當前半導(dǎo)體照明技術(shù)的技術(shù)瓶頸)

  LED是個光電器件,其工作過程中只有10%~40%的電能轉(zhuǎn)換成光能,其余的電能幾乎都轉(zhuǎn)換成熱能,使LED的溫度升高。LED溫升是LED性能劣化及失效的主因。LED結(jié)溫上升,導(dǎo)致發(fā)光效率降低,可靠性差,使用壽命降低及發(fā)熱量增大等。

  2、 解決方法

  LED熱管理概況

  (A) 改進LED芯片、封裝的結(jié)構(gòu)和材料——上中游產(chǎn)業(yè)完成

  (B) 系統(tǒng)集成,主要針對燈具散熱方式,提高換熱功率——散熱設(shè)計的工作

  3、 LED燈具散熱結(jié)構(gòu)剖析

  芯片(節(jié)點溫度控制在《85℃)—(熱阻小的產(chǎn)品有利于散熱)—燈珠基板——鋁基板(增加覆銅面積有利于熱量傳導(dǎo))—(使用導(dǎo)熱硅膠)—散熱器殼燈(良好的結(jié)構(gòu)便于空氣對流)——周圍環(huán)境

  LED調(diào)光的幾個小要點:

  LED的發(fā)光原理同傳統(tǒng)照明不同,是靠P-N結(jié)發(fā)光,同功率的LED光源,因其采用的芯片不同,電流電壓參數(shù)則不同,故其內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)和電路分布也不同,導(dǎo)致了各生產(chǎn)廠商的光源對調(diào)光驅(qū)動的要求也不盡相同,因此控制系統(tǒng)和光源電器不匹配也成了行業(yè)內(nèi)的通病,同時LED的多元化也對控制系統(tǒng)也提出了更高的挑戰(zhàn)。如果控制系統(tǒng)和照明設(shè)備不配套,可能會造成燈光熄滅或閃爍,并可能對LED的驅(qū)動電路和光源造成損壞。

  市場上有五種LED照明設(shè)備控制方式:

  1. 前沿切相(FPC),可控硅調(diào)光

  2. 后沿切相(RPC)MOS管調(diào)光

  3. 1-10V調(diào)光

  4. DALI(數(shù)字可尋址照明接口)

  5. DMX512(或DMX)調(diào)光

  前沿切相控制調(diào)光

  前沿調(diào)光就是采用可控硅電路,從交流相位0開始,輸入電壓斬波,直到可控硅導(dǎo)通時,才有電壓輸入。其原理是調(diào)節(jié)交流電每個半波的導(dǎo)通角來改變正弦波形,從而改變交流電流的有效值,以此實現(xiàn)調(diào)光的目的。

  前沿調(diào)光器具有調(diào)節(jié)精度高、效率高、體積小、重量輕、容易遠距離操縱等優(yōu)點,在市場上占主導(dǎo)地,多數(shù)廠家的產(chǎn)品都是這種類型調(diào)光器。前沿相位控制調(diào)光器一般使用可控硅作為開關(guān)器件,所以又稱為可控硅調(diào)光器。

  在LED照明燈上使用FPC調(diào)光器的優(yōu)點是:調(diào)光成本低,與現(xiàn)有線路兼容,無需重新布線后沿切相控制調(diào)光。劣勢是FPC調(diào)光性能較差,通常導(dǎo)致調(diào)光范圍縮小,且會導(dǎo)致最低要求負荷都超過單個或少量LED照明燈額定功率。因為可控硅半控開關(guān)的屬性,只有開啟電流的功能,而不能完全關(guān)斷電流,即使調(diào)至最低依然有弱電流通過,而LED微電流發(fā)光的特性,使得用可控硅調(diào)光大量存在關(guān)斷后LED仍然有微弱發(fā)光的現(xiàn)象存在,成為目前這種免布線LED調(diào)光方式推廣的難題。E-Linker易聯(lián)專業(yè)研發(fā)的前沿切相LED調(diào)光驅(qū)動很好的解決了這個問題,通過驅(qū)動電路的“C-TURN OFF”技術(shù)優(yōu)化避免“關(guān)不斷”和“頻閃壞燈”等難題。匹配E-Linker易聯(lián)前切相LED調(diào)光驅(qū)動的各類燈具可以與其他可控硅調(diào)光系統(tǒng)完美匹配,為用戶節(jié)省了線材及布線工時,解決了可控硅LED調(diào)光匹配性及不可關(guān)斷的混亂格局?! ?br />  

        后沿切相控制調(diào)光

  后沿切相控制調(diào)光器,采用場效應(yīng)晶體管(FET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)設(shè)備制成。后沿切相調(diào)光器一般使用MOSFET做為開關(guān)器件,所以也稱為MOSFET調(diào)光器,俗稱“MOS管”。MOSFET是全控開關(guān),既可以控制開,也可以控制關(guān),故不存在可控硅調(diào)光器不能完全關(guān)斷的現(xiàn)象。另MOSFET調(diào)光電路比可控硅更適合容性負載調(diào)光,但因為成本偏高和調(diào)光電路相對復(fù)雜、不容易做穩(wěn)定等特點,使得MOS管調(diào)光方式?jīng)]有發(fā)展起來,可控硅調(diào)光器仍占據(jù)了絕大部分的調(diào)光系統(tǒng)市場。

  與前沿切相調(diào)光器相比,后沿切相調(diào)光器應(yīng)用在LED照明設(shè)備上,由于沒有最低負荷要求,從而可以在單個照明設(shè)備或非常小的負荷上實現(xiàn)更好的性能,但是,由于MOS管極少應(yīng)用于調(diào)光系統(tǒng),一般只做成旋鈕式的單燈調(diào)光開關(guān),這種小功率的后切相調(diào)光器不適用于工程領(lǐng)域。而諸多照明廠家應(yīng)用這種調(diào)光器對自己的調(diào)光驅(qū)動和燈具做調(diào)光測試。然后將自己的調(diào)光產(chǎn)品推向工程市場,導(dǎo)致工程中經(jīng)常出現(xiàn)用可控硅調(diào)光系統(tǒng)調(diào)制后切相調(diào)光驅(qū)動的情況。這種調(diào)光方式的不匹配導(dǎo)致調(diào)光閃爍,嚴重的會迅速損壞電源或調(diào)光器。

  1-10V調(diào)光

  1-10V調(diào)光裝置內(nèi)有兩條獨立電路,一條為普通的電壓電路,用于接通或關(guān)斷至照明設(shè)備的電源,另一條是低壓電路,它提供參考電壓,告訴照明設(shè)備調(diào)光級別,0-10V調(diào)光控制器之前常用在對熒光燈的調(diào)光控制上,現(xiàn)在,因為在LED驅(qū)動模塊上加上了恒定電源,并且有專門的控制線路,故0-10V調(diào)光器同樣可以支持大量的LED照明燈。但應(yīng)用缺點也非常明顯,低電壓的控制信號需要額外增加一組線路,這對施工的要求大大提高。

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